СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНА Российский патент 1999 года по МПК C07C2/62 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения алкилбензина путем алкилирования изопарафинов олефинами, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известны различные способы получения высокооктановых компонентов автобензинов путем сернокислотного алкилирования (СКА) изопарафинов олефинами с использованием в качестве сырья изобутана с газофракционирующих установок (ГФУ) и бутан - бутиленовой фракции (ББФ) с установок каталитического крекинга.

Известен (SU 1502554 A1 23.08.89) способ разделения смеси легких предельных углеводородов путем депропанизации сырья ректификацией на двух пропановых колоннах с получением пропансодержащей фракции и депропанизированного остатка.

Известен способ алкилирования изопарафинов олефинами путем проведения реакции в горизонтальном реакторе с внутренним охлаждением (Дорогочинский А. З. Сернокислотное алкилирование изопарафинов олефинами. М.: Химия, 1970, 216 с. ) Сырье - изобутан и олефины - и циркулирующая серная кислота поступают в реактор, оборудованный мешалками. Во всем объеме реактора изобутан и другие углеводороды находятся в жидком состоянии и при помощи мешалок интенсивно циркулируют в аппарате, вследствие чего образуется большая активная поверхность контакта реагирующих углеводородов с каталитическим комплексом. Условия проведения реакции: температура 2 - 7^oC, соотношение изобутан: олефины во входящем в реактор потоке не менее 5 : 1, концентрация кислоты в ректоре более 85% мас. Выход алкилата составляет 170-200% от количества перерабатываемых олефиновых углеводородов, его октановое число по исследовательскому методу 92 пункта и более.

Недостатком известных способов является то, что выход алкилбензина находится ниже возможного ввиду пониженного соотношения изобутана к бутиленам.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения алкилбензина путем сернокислого алкилирования изобутана бутиленами (Справочник нефтепереработчика. Под ред. Ластовкина Г.А., Л.: Химия, 1986, с. 158-171). Согласно ему сырье установки алкилирования - сжиженный предельный нефтяной газ (углеводороды C3-C4) с установок прямой гонки, риформинга, изомеризации и других поступает в колонну депропанизации, где разделяется на пропановую фракцию и фракцию углеводородов C4 и выше. Пропановую фракцию очищают от сернистых соединений и выводят с установки, а кубовый продукт колонны депропанизации поступает на дальнейшее фракционирование в колонну дебутанизации. В ней дистиллятным продуктом выделяют бутановую фракцию, которую подают в колонну для разделения на изобутановую и н-бутановую фракции. Кубовый продукт колонны дебутанизации - легкий дебутанизированный продукт (газовый бензин) - направляют на компаундирование товарных бензинов.

При подготовке непредельного сырья установки алкилирования - сжиженных газов с установки каталитического крекинга - их после МЭА - очистки подают во фракционирующий абсорбер. С верха его уходит сухой газ C1 - C2, а с низа вместе с абсорбентом выводят углеводороды C3 - C4.

Насыщенный и деэтанизированный абсорбент подают в стабилизатор, верхним продуктом которого является головка стабилизации, а нижним - стабильный бензин. Головка стабилизации поступает на блок очистки, где очищается от сернистых соединений раствором моноэтаноламина (МЭА) и щелочью. Затем из очищенной головки в пропановой колонне выделяют пропан-пропиленовую фракцию, кубовый продукт этой колонны в бутановой колонне разделяют на бутан-бутиленовую фракцию и остаток, который объединяют со стабильным газовым бензином.

Изобутановую и бутан-бутиленовую фракции подают в реактор, куда также подается концентрированная серная кислота. После контактирования реакционная смесь, состоящая из кислоты, изобутана, н-бутана, пропана и продуктов реакции, поступает в отстойник, где разделяется на углеводороды и кислоту. Из отстойника кислота возвращается в реактор, а углеводороды направляются на блоки очистки и ректификации, где алкилат разделяют на алкилбензин и тяжелые продукты реакции (мотоалкилат). Концентрацию кислоты в зоне реакции поддерживают путем непрерывной подачи свежей кислоты с концентрацией не менее 98 мас. %. Часть кислоты из циркулирующего потока непрерывно отводят на регенерацию, при этом устанавливают баланс между накоплением примесей и их удалением с выводимой отработанной кислотой. Параметры процесса алкилации: температура 2 - 7^oC, объемное соотношение изобутан: олефины в сырье, входящем в реактор, не менее 5 : 1.

Недостатками способа, принятого за прототип, является пониженный выход алкилбензина от количества переработанных олефинов - часть алкилата с к.к. выше 205^oC удаляется из его состава во время ректификации, а вырабатываемый алкилбензин не достигает оптимального значения величины октанового числа, т. к. при проведении процесса не достигается оптимизации между концентрацией каталитического комплекса и выходом наиболее ценных высокооктановых компонентов алкилбензина.

Целью изобретения является увеличение выхода алкилбензина путем повышения содержания изобутана в сырье установки алкилирования для достижения оптимального соотношения изобутан : олефины.

Поставленная цель достигается способом, согласно которому пропановую фракцию - верх колонны депропанизации - содержащую не менее 75 об.% пропана, подвергают разделению при давлении 1,3 - 1,5 МПа и температуре, ^oC : верха 35 - 45, низа 65 - 75 с получением в кубе колонны изобутансодержащей фракции, содержащей не менее 75 об.% изобутана, которую смешивают с изобутановой фракцией - верхом бутановой колонны - содержащей не менее 90 об.% изобутана и направляют на реакторный блок установки сернокислотного алкилирования.

Проведение способа получения высокооктанового компонента автобензина согласно предлагаемому техническому решению позволяет повысить выход алкилата.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению со способом, принятым за прототип, является то, что пропановую фракцию подвергают разделению с получением в кубе колонны изобутансодержащей фракции, содержащей не менее 75 об. % изобутана, которую смешивают с изобутановой фракцией - верхом бутановой колонны - содержащей не менее 90 об.% изобутана и направляют на реакторный блок установки сернокислотного алкилирования.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Способ осуществляют следующим образом. Сжиженные предельные нефтяные газы C3-C4 с установок первичной перегонки, риформинга и других поступают в колонну депропанизации (K-1), где разделяются на пропановую фракцию и фракцию углеводородов C4-C5. Последнюю направляют на дальнейшее фракционирование в колонну дебутанизации (K-2). С низа этой колонны выводят пентановую фракцию, а верхом выделяют бутановую фракцию, которую подают в колонну K-3 для разделения на изобутановую и н-бутановую фракции.

Пропановую фракцию - верх колонны депропанизации K-1 - подвергают разделению в колонне K-2a при давлении 1,3 - 1,5 МПа и температуре, ^oC : верха 35 - 45, низа 65 - 75 с получением в кубе этой колонны изобутансодержащей фракции, содержащей не менее 75 об.% изобутана, которую смешивают с изобутановой фракцией - верхом бутановой колонны K-3 - содержащей не менее 90 об. % изобутана и направляют на реакторный блок установки сернокислотного алкилирования (СКА).

Непредельные углеводороды C3-C4 (рефлюкс с установки каталитического крекинга флюид ККФ) стабилизируют в колонне K-1a, где выделяют пропан - пропиленовую фракцию, а бутан - бутиленовую фракцию направляют в реакторный блок установки СКА.

Высокооктановый компонент автобензинов (алкилбензин) получают путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной кислоты в горизонтальном реакторе с внутренним охлаждением. Условия проведения реакции: температура 2 - 7^oC, соотношение изобутан: олефины во входящем в реактор потоке не менее 5 : 1. Концентрацию кислоты в реакторе поддерживают путем изменения подачи свежей и вывод отработанной кислоты в количестве, обеспечивающем оптимальную ее концентрацию в реакционной зоне.

После контактирования реакционная смесь, состоящая из кислоты, изобутана и продуктов реакции после отстоя отработанной кислоты, кислотной и щелочной очистки подвергается ректификации с получением рециркулирующего изобутана, алкилбензина и тяжелых продуктов реакции (мотоалкилата).

Анализ известных технических решений по способам алкилирования изопарафинов олефинами позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.

Преимущества предлагаемого способа иллюстрируются приведенными ниже примерами.

Пример 1. Сжиженные предельные нефтяные газы C3-C4 с установок первичной перегонки, риформинга и других поступают в колонну депропанизации (K-1), где разделяют на пропановую фракцию и фракцию углеводородов C4-C5. Последнюю направляют на дальнейшее фракционирование в колонну дебутанизации (K-2). С низа этой колонны выводят пентановую фракцию, а верхом выделяют бутановую фракцию, которую подают в колонну K-3 для разделения на изобутановую и н-бутановую фракции.

Пропановую фракцию - верх колонны депропанизации K-1 - подвергают разделению в колонне K-2a с получением в кубе этой колонны изобутансодержащей фракции, содержащей 75 об.% изобутана, которую смешивают с изобутановой фракцией - верхом бутановой колонны K-3 - содержащей 90 об.% изобутана и направляют на реакторный блок установки сернокислотного алкилирования (СКА).

Непредельные углеводороды C3-C4 (рефлюкс с установки каталитического крекинга флюид ККФ) стабилизируют в колонне K-1a, где выделяют пропан - пропиленовую фракцию, а бутан - бутиленовую фракцию направляют в реакторный блок установки СКА.

Высокооктановый компонент автобензинов (алкилбензин) получают путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной кислоты в горизонтальном реакторе с внутренним охлаждением. Концентрацию кислоты в реакторе поддерживать путем изменения подачи свежей и вывод отработанной кислоты в количестве, обеспечивающем оптимальную ее концентрацию в реакционной зоне.

После контактирования реакционная смесь, состоящая из кислоты, изобутана и продуктов реакции после отстоя отработанной кислоты, кислотной и щелочной очистки подвергается ректификации с получением рециркулирующего изобутана, алкилбензина и тяжелых продуктов реакции (мотоалкилата).

Параметры процессов и характеристики потоков приведены в таблице.

Пример 2. Алкилбензин получают путем переработки сжиженных нефтяных газов C3-C4 согласно примеру 1.

Параметры процессов и характеристики потоков приведены в таблице.

Пример 3. Алкилбензин получают путем переработки сжиженных нефтяных газов C3-C4 согласно примеру 1.

Параметры процессов и характеристики потоков приведены в таблице.

Пример 4. Алкилбензин получают путем переработки сжиженных нефтяных газов C3-C4 согласно примеру 1, за исключением стадии разделения пропановой фракции.

Параметры процессов и характеристики потоков приведены в таблице.

Таким образом, проведение процесса согласно предлагаемому способу (примеры 1 - 3) позволяет увеличить выход алкилбензина.

Использование: нефтеперерабатывающая и нефтехимическая отрасли промышленности. Из нижнего предельного нефтяного газа выделяют пропановую, изобутановую и н-пропановую фракции. Из сжиженного непредельного нефтяного газа - пропан-пропиленовую и бутан-бутиленовую фракции. Пропановую фракцию - верх колонны депропанизации, содержащую не менее 75 об.% пропана, подвергают разделению при давлении 1,3 - 1,5 МПа и температуре, ^oC : верха 35 - 45, низа 65 - 75 с получением в кубе колонны изобутансодержащей фракции, содержащей не менее 75 об.% изобутана, которую смешивают с изобутановой фракцией - верхом бутановой колонны, содержащей не менее 90 об.% изобутана, и направляют на реакторный блок установки сернокислотного алкилирования. Проводят алкилирование изобутановой фракции бутан-бутиленовой фракции в присутствии концентрированной серной кислоты, непрерывно подаваемой в реактор с одновременным отводом отработанной серной кислоты на регенерацию при объемном соотношении изобутан: олефины во входящем реактор потоке не менее 5:1, температуре 2 - 7^oC. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения алкилбензина путем раздельного выделения из сжиженного предельного нефтяного газа пропановой, изобутановой и н-бутановой фракций, из сжиженного непредельного нефтяного газа - пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции, алкилирования изобутановой фракции бутан-бутиленовой фракцией в присутствии концентрированной серной кислоты, непрерывно подаваемой в реактор с одновременным отводом отработанной кислоты на регенерацию, при объемном соотношении изобутан : олефины во входящем в реактор потоке не менее 5 : 1, температуре 2 - 7^oС, отличающийся тем, что пропановую фракцию - верх колонны депропанизации - содержащую не менее 75 об.% пропана, подвергают разделению с получением в кубе колонны изобутансодержащей фракции, содержащей не менее 75 об.% изобутана, которую смешивают с изобутановой фракцией - верх бутановой колонны - содержащей не менее 90 об.% изобутана и направляют на реакторный блок установки сернокислотного алкилирования. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение пропановой фракции проводят при давлении 1,3 - 1,5 МПа и температуре, ^oС: верха 35 - 45, низа 65 - 75.